世界是模擬的——我們應該如何從中獲得所需？

如果我們閱讀行業(yè)雜志或上網(wǎng)查詢(xún)，可能很快會(huì )產(chǎn)生這樣的印象：當今的世界是數字化的，模擬技術(shù)已成為過(guò)去。事實(shí)真是如此嗎？

不完全是。每一個(gè)物理元素，無(wú)論是音頻信號還是溫度，都是一個(gè)模擬量；要測量或管理這些模擬量，都需要用到模擬技術(shù)。每個(gè)高速的數字信號傳輸過(guò)程都必須處理好其中的模擬問(wèn)題，只有非常了解模擬技術(shù)才能明白如何進(jìn)行優(yōu)化。一旦你意識到了軟件不能解決所有問(wèn)題，你就需要學(xué)習一些當今工作環(huán)境中迫切需要的知識。你會(huì )發(fā)現不具備模擬知識，就無(wú)法掌控諸如電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源等新的技術(shù)。盡管如此，市場(chǎng)上硬件專(zhuān)家的數量仍在不斷減少，這就意味著(zhù)掌握了半導體電路技術(shù)的學(xué)生和應屆大學(xué)畢業(yè)生將會(huì )獲得非常不錯的職業(yè)發(fā)展契機。

為了幫助大家熟練掌握模擬技術(shù)，成長(cháng)為這方面的專(zhuān)家，ADI公司開(kāi)發(fā)了主動(dòng)學(xué)習模塊，你可以通過(guò)精心準備的電路實(shí)驗，收獲模擬知識和經(jīng)驗。這些模塊可以納入大學(xué)教學(xué)課程，也可以單獨使用，幫助你更好地理解所學(xué)的理論知識。任何人都可以通過(guò)這些模塊隨時(shí)隨地獲得電路相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗。不管你是喜歡在晚上獨自學(xué)習，還是喜歡與同學(xué)合作，共同研究，并討論結果。如果實(shí)驗失敗了，沒(méi)人會(huì )在旁邊看笑話(huà)，你可以繼續重復實(shí)驗。在學(xué)校里當你很難在你空閑的時(shí)候找到實(shí)驗室場(chǎng)地和設備，就可以使用這些模塊。這就是模塊有一大優(yōu)勢：學(xué)生們可以同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗，而不是一人實(shí)驗，眾人旁觀(guān)。

這些學(xué)習模塊提供的并不是計算機仿真器，結果也不是預先給定；而是實(shí)實(shí)在在的實(shí)驗室實(shí)驗。你可以搭建電路，施加輸入信號，測量模擬或數字輸出信號，然后在計算機上分析結果。此外，其低廉的成本也保證了學(xué)生們也可以購買(mǎi)。

以下是ADI公司目前提供的套件。

ADALP2000

ADALP2000是一種器件包，包含ADI公司提供的多種芯片和分立式器件，例如電阻和電容。利用這些器件，你可以在提供的面包板上構建不同的電路，而不需要進(jìn)行焊接。

圖1.ADALP2000模擬套件

ADALM1000

這是一個(gè)基礎實(shí)驗學(xué)習模塊。此模塊通過(guò)USB接口連接，提供2.5 V或5 V的可編程電壓電源，它的電流最高可以達到200 mA。通過(guò)兩個(gè)通道你可以采集不同位置的電壓和電流波形。電壓范圍0 V到5 V，電流范圍–200 mA到+200 mA，波形采樣速率為100 kSPS。采用提供的軟件（Windows、Linux和Mac OS X系統可用），您可以使用示波器功能，在計算機上調整參數和顯示測量結果。您可以參考ADI公司網(wǎng)站“電路I和II實(shí)驗室實(shí)驗”部分的多項實(shí)驗案例，使用ADALM1000進(jìn)行實(shí)驗。

圖2.ADALM1000主動(dòng)學(xué)習模塊

ADALM2000

這是一個(gè)高級主動(dòng)學(xué)習模塊。ADALM2000不僅包含了ADALM1000系列模塊的所有功能，還增加了一些其他功能。ADALM2000的可以測量高達25MHz的信號，可以生成最高30 MHz的信號，在速度上快了約1000倍。兩個(gè)電源可在0 V至+5 V和–5 V至0 V之間調節。配合軟件可以顯示2通道示波器、16通道數字邏輯分析儀以及電壓表?？梢詫W(wǎng)絡(luò )、頻譜和數字總線(xiàn)進(jìn)行分析。你可以在“電子I和II實(shí)驗室實(shí)驗”中查看相應的實(shí)驗室實(shí)驗。只要做出一些小的調整，也可利用ADALM1000套件進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗。

圖3.ADALM2000主動(dòng)學(xué)習模塊。

ADALM-Pluto

ADALM-Pluto套件是一個(gè)高頻率套件，讓您能夠對軟件定義無(wú)線(xiàn)電(SDR)有更深入的了解，即通過(guò)軟件設置頻段和參數，以獲得高頻信號和實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信。該套件支持325 MHz至3.8 GHz的頻率范圍，內置發(fā)送和接收通道。用戶(hù)可以閱讀面向工程師的軟件定義無(wú)線(xiàn)電一書(shū)（可從analog.com免費下載），了解和熟悉這些系統。此書(shū)還介紹了可利用ADALM-Pluto套件進(jìn)行的幾項實(shí)驗。

圖4.ADALM-Pluto主動(dòng)學(xué)習模塊

如需了解有關(guān)這些套件的更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)analog.com，查看“教育”部分的內容，或者搜索“主動(dòng)學(xué)習模塊”。您可以直接從ADI公司或從其經(jīng)銷(xiāo)商處訂購這些套件。如需查看與套件有關(guān)的一些具體問(wèn)題的答案，請訪(fǎng)問(wèn)ADI公司大學(xué)計劃部分虛擬課堂中的EngineerZone?。

這個(gè)世界現在和將來(lái)都是模擬的，需要具備深厚的模擬知識的工程師。所以，開(kāi)始學(xué)習吧！

作者簡(jiǎn)介

Uwe Br?ckelmann于2003年加入ADI公司。2004年至2012年，他負責領(lǐng)導ADI公司中歐地區的現場(chǎng)應用工程(FAE)團隊；2008年至2015年，負責領(lǐng)導整個(gè)歐洲地區的汽車(chē)FAE團隊。自2015年開(kāi)始，他領(lǐng)導一個(gè)跨學(xué)科的應用工程師團隊，負責監管ADI公司在歐洲、中東和非洲的所有FAE技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。

他就讀于凱撒斯勞滕縣大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，并于1995年獲得理科學(xué)士學(xué)位。他在西門(mén)子位于費爾特的公司擔任硬件設計工程師，由此開(kāi)始了自己的職業(yè)生涯。隨后，在馬克西姆公司工作5年，擔任FAE，后來(lái)加入ADI公司。聯(lián)系方式：uwe.brockelmann@analog.com。